Вселенная. Что мы знаем о ней? Часть 4. Микромир и не только. Размеры. Зключение.

Заметки на полях

***

Современная физическая картина мира

Разговаривая на протяжении нескольких статей о размерах в нашей Вселенной,  я пришел к мысли, что нам следует напомнить себе о терминах выработанных людьми в этом отношении.

Мы немного затронем вопросы о современной картине мира и собственно, о таких понятиях, как: 

Субмикромир, 

Микромир,

Макромир,

Мегамир.

Современная физическая картина мира — обобщённое современное физическое представление о природе.

В русскоязычной философской литературе употребляется синоним этого термина постнеклассическая физическая картина мира.

Окружающий нас мир представляет собой обладающую неисчерпаемым множеством свойств материю, существующую в многообразных, взаимосвязанных и взаимопревращающихся формах: вещество, поле, физический вакуум. Все вещественные объекты микромира состоят из элементарных частиц с ненулевой массой и полуцелым спином (кварки и лептоны). Квантами физических полей являются фотон, W- и Z-бозоны, глюоны и гравитон. Физический вакуум представляет собой коллективные возбуждения частиц Хиггса.

В едином материальном мире можно выделить три основные структурные области, различающиеся между собой по пространственной протяженности их физических объектов и процессов, преимущественным типам фундаментальных взаимодействий, основным образующим их структурным элементам материи и по характеру их основных физических закономерностей. Это микромир, макромир и мегамир. Также, вероятно, существует субмикромир.

Субмикромир
Пространственная протяжённость менее {\displaystyle 10^{-18}} м (1 ам ≈ характерный радиус слабого взаимодействия); 

Вероятно, начиная с этих масштабов теряют смысл обычные пространственно-временные представления, например, существует фундаментальная длина, а пространство и время становятся дискретными.

Микромир
Пространственная протяжённость порядка {\displaystyle 10^{-18}-10^{-8}} м (от 1 ам до 10 нм ≈ радиус самых мелких вирусов); 

основные типы взаимодействия - электромагнитное, сильное (ядерное), слабое; основные структурные уровни материи — молекулы, атомы, ядра атомов, элементарные частицы; описывается законами квантовой механики, теории относительности, теорией электрослабого взаимодействия, квантовой хромодинамикой, теориями Великого объединения.

В диапазоне расстояний {\displaystyle 10^{-8}-10^{-10}} м свойства микромира изучает молекулярная и атомная физика, температурные явления и переход тел в разные фазовые состояния связаны с изменением характера движения молекул и их взаимным расположением, химические превращения связаны с изменениями атомного состава молекул;  явления на расстояниях 10^{{-15}} изучают ядерная физика и физика частиц низких энергий; физика высоких энергий изучает явления на расстояниях {\displaystyle 10^{-15}-10^{-18}} м.

Особый класс объектов и процессов современной физической картины микромира составляют виртуальные частицы и виртуальные процессы, тесно взаимосвязанные с реальными частицами и процессами.

Макромир
Пространственная протяжённость от размеров больших молекул до размеров Солнечной системы. 

Основные виды взаимодействия - электромагнитное, гравитационное; основные структурные уровни материи — макротела, макрополя, космические объекты (планеты солнечной системы и их спутники); при малых скоростях описывается законами классической механики и при больших скоростях — законами теории относительности.

На уровне макромира выделяют два основных вида материи — вещество и поле. Электромагнитное и гравитационное поля в отличие от вещества не имеют массы покоя и могут распространяться лишь с одной определённой скоростью — скоростью света. Структурными элементами вещества и поля являются элементарные частицы, основной чертой которых является их взаимопревращаемость. Общей чертой всех объектов макромира является корпускулярно-волновой дуализм, единство прерывности и непрерывности (двойственная природа света, волновые свойства частиц и т. д.).

Мегамир
Пространственная протяжённость - за границами Солнечной системы.

 основные типы взаимодействия — гравитационное и тёмная энергия; основные структурные уровни материи — звёзды, звёздные скопления и ассоциации, межзвёздная материя, галактики, метагалактики, пульсары, квазары, чёрные дыры, тёмная материя, тёмная энергия; описывается законами общей теории относительности. Мегамир изучается космологией.

Согласно теории раздувающейся Вселенной, физический вакуум послужил источником энергии, благодаря которой возникли частицы вещества и кванты полей. В результате изменения состояния физического вакуума, после Большого взрыва наступила фаза почти мгновенного раздувания, сопровождавшаяся расщеплением Правселенной на множество отдельных Вселенных, различающимися всеми фундаментальными константами, которые определяют свойства мира. Согласно квантовой космологии, изучающей физические явления сразу после Большого взрыва, и физики чёрных дыр, свойства микромира и мегамира взаимосвязаны законами физики элементарных частиц.

Физика чёрных дыр является междисциплинарным научным направлением, объединяющим концепции общей теории относительности, физики элементарных частиц, космологии, термодинамики.

Космомикрофизика исследует проблемы космологии и физики элементарных частиц на основе представления о глубокой взаимосвязи законов микро-, макро- и мегамира.

***

А теперь мы перейдем к заключительной части наших разноворов о РАЗМЕРАХ во Вселенной.

Планковскаядлина составляет всего 1,616 х 10-35 метра. Вычислить ее можно при помощи уравнения, включающего в себя целых три фундаментальные константы — постоянную Планка (6,6261 х 10-34), скорость света в вакууме (2,29979 х 108 м/с) и гравитационную постоянную (6,6738 х 10-11):

Планковская частица. В физике, планковская частица — это гипотетическая элементарная частица, определённая как черная дыра, у которой комптоновская длина волны совпадает с радиусом Шварцшильда. Масса частицы равна (по определению) планковской массе, а комптоновская длина волны и радиус Шварцшильда равны (по определению) планковской длине.

Нейтро́н (от лат. neuter — ни тот, ни другой) — тяжёлая элементарная частица, не имеющая электрического заряда. Нейтрон является фермионом и принадлежит к классу барионов. Нейтроны и протоны являются двумя главными компонентами атомных ядер; общее название для протонов и нейтронов — нуклоны. Открытие нейтрона (27 февраля 1932) принадлежит физику Джеймсу Чедвику, который объяснил результаты опытов В. Боте и Г. Беккера (1930), в которых обнаружилось, что вылетающие при распаде полония α-частицы...

Прото́н (от др.-греч. πρῶτος — первый) — одна из трёх (вместе с нейтроном и электроном) элементарных частиц, из которых построено обычное вещество. Протоны входят в состав атомных ядер; порядковый номер химического элемента в таблице Менделеева равен количеству протонов в его ядре. В физике протон обозначается. Химическое обозначение протона (рассматриваемого в качестве положительного иона водорода) — H+, астрофизическое — HII. Античастица к протону — антипротон

Ура́н-235 (англ. uranium-235), историческое название актиноура́н (лат. Actin Uranium, обозначается символом AcU) — радиоактивный нуклид химического элемента урана с атомным номером 92 и массовым числом 235. Изотопная распространённость урана-235 в природе составляет 0,7200(51) %. Является родоначальником радиоактивного семейства 4n+3, называемого рядом актиния. Открыт в 1935 году в США Артуром Демпстером (англ. Arthur Jeffrey Dempster).
В отличие от другого, наиболее распространённого изотопа урана 238U, в 235U возможна самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция. Поэтому этот изотоп используется как топливо в ядерных реакторах, а также в ядерном оружии.  Активность одного грамма данного нуклида составляет приблизительно 80 кБк.  Именно этот уран использовался при ядерной бомбардировке Хиросимы, в бомбе «Малыш».

А́том водоро́да — физико-химическая система, состоящая из атомного ядра, несущего элементарный положительный электрический заряд, и электрона, несущего элементарный отрицательный электрический заряд. В состав атомного ядра как правило входит протон или протон с одним или несколькими нейтронами, образуя изотопы водорода. Электрон образует электронную оболочку, наибольшая вероятность обнаружения электрона в единичном объеме наблюдается для центра атома.

Фра́нций — элемент 1-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы первой группы) седьмого периода периодический системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 87. Обозначается символом Fr (лат. Francium). Простое вещество франций — радиоактивный щелочной металл, обладающий максимально высокой восстановительной химической активностью.

Дезоксирибонуклеи́новая кислота́ (ДНК) — макромолекула (одна из трех основных, две другие — РНК и белки), обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов

Еще изображения ДНК. 

Бактериофа́ги, или фа́ги (от др.-греч. φᾰγω «пожираю») — вирусы, избирательно поражающие бактериальные клетки и клетки архей. Чаще всего бактериофаги размножаются внутри бактерий и вызывают их лизис. Как правило, бактериофаг состоит из белковой оболочки и генетического материала одноцепочечной или двуцепочечной нуклеиновой кислоты (ДНК или, реже, РНК). Общая численность бактериофагов в природе примерно равна общей численности бактерий

Эритроциты (красныекровяныеклетки) - элементы крови, содержащие гемоглобин, транспортирующие кислород и углекислый газ. Эритроцит по форме напоминает двояковогнутую линзу по краям немного толще, чем в центре. Зрелые эритроциты не содержат ядра, размер - около 7,5 микрон.

Thiomargaritanamibiensis (лат.) — вид морских грамотрицательных коккоидных бактерий из класса гамма-протеобактерий, обнаруженный в придонных осадках континентального шельфа Намибии. Это крупнейшая из известных науке бактерий, достигающая, как правило, 0,1—0,3 мм в диаметре (иногда до 0,75

Еще изображения этой бактерии.

Компьютерный монтитор. Исскусственный об'ект.

Человек.  

Homo sapiens

Аргентинозавр (лат. Argentinosaurus) — один из самых крупных динозавров, когда-либо живших в Южной Америке. Пока что найдены лишь отдельные фрагменты его скелета; поэтому оценки его длины колеблются от 22 до 35 м (реконструкция в музее Кармен Фунес составляет 39,7 м в длину), а веса — от 60 до 108 тонн. 

Самолет Боинг 747.

Ватикан - карликовое государство внутри города Рима в Италии.

Бурдж-Хали́фа — сверхвысотный небоскрёб высотой 828 метров в Дубае (ОАЭ), самое высокое и самое многоэтажное здание, самое высокое сооружение...

АМ Радио. Длина радиоволны вещания 

КометаГаллея — первая известная периодическая комета. Она наблюдалась по крайней мере 30 раз. ... Комета Галлея последний раз наблюдалась 6—8 марта 2003 года тремя «Очень большими телескопами» ESO в Серро-Параналь, Чили, когда её звёздная величина составляла 28,2 и она прошла 4/5 расстояния до самой дальней точки орбиты. 

PSR B0531+21 (пульсар в Крабовидной туманности) является относительно молодой нейтронной звездой, остатком сверхновой SN 1054, которая наблюдалась на Земле в 1054 году. Открытый в 1968 году, пульсар был первым отождествлённым остатком сверхновой. Диаметр пульсара составляет примерно 25 км, скорость его вращения — 30 раз в секунду или один оборот каждые 33 миллисекунды

Вейвот — спутник транснептунового объекта (50000) Квавар. Был открыт на снимках, сделанных телескопом «Хаббл» 14 февраля 2006 года

Седна — транснептуновый объект. Получила имя в честь эскимосской богини морских зверей Седны. Была открыта 14 ноября 2003 года американскими наблюдателями Брауном...

Меркурий. Первая планета Солнечной системы

Тита́н — крупнейший спутник Сатурна, второй по величине спутник в Солнечной системе (после спутника Юпитера Ганимеда), является единственным, кроме Земли...

Диаметр 5152 км. Масса 1,3452⋅1023 кг

Период обращения 15,945 дня

Марс — четвёртая по удалённости от Солнца и седьмая по размеру планета Солнечной системы; масса планеты составляет 10,7 % массы Земли.

Масса ( m) :6,4171⋅1023 кг 0,107 земной

Объём ( V): 1,6318⋅1011 км³ 0,151 земного

Видимая звёздная величина −2,94 и 1,86

На этом мы заканчиваем рассматривать размеры об'ектов в нашей Вселенной.

***

P.S. В статье использованы материалы из работ Harry Evett и Вики.

P.P.S. Прекрасное Далеко, не будь ко мне жестоко: https://author.today/work/160794